Ochrana přírody 5/2024 — 29. 10. 2024 — Zprávy, aktuality, oznámení — Tištěná verze článku v pdf
Slovník nejběžnějších pojmů spojených s genetikou a genomikou
Referenční genom zahrnuje co největší část genetické informace v sekvencích DNA, která je uspořádána podle pozice na chromozomech. Podle referenčních genomů se uspořádává směs úseků DNA z jiných vzorků, která je výstupem sekvenování nové generace. Jejich vytvoření je drahé, protože vyžaduje vyšší kvalitu vstupní DNA a sekvenování (tzv. high-depth resequencing, výstupem jsou dlouhé úseky sekvencí DNA).
Referenční a anotované genomy jsou vytvářeny v rámci nadnárodních iniciativ (např. erga-biodiversity.eu, darwintreeoflife.org), které budou brzy sjednoceny v projektu Biodiversity Portal (ebi.ac.uk/biodiversity). Portál goat.genomehubs.org umožňuje zjistit, zda některá laboratoř plánuje sekvenovat genom našeho cílového organismu. Dostupnost referenčních a anotovaných genomů umožňuje snížit pokrytí genomu při sekvenování, a tím pádem snížení ceny.
Anotovaný genom zahrnuje informaci, kde je určitý genetický prvek (gen, mikrosatelit, intron, exon) lokalizován v genomu. Pokud detekujeme selekci pro určité geny, je možné odhadnout funkci genu pod selekcí.
Barcoding (metoda čárového kódu) je metodou druhové identifikace pomocí krátkého úseku DNA z určitého genu. Sekvence některých genů jsou druhově specifické a slouží podobně jako čárový kód u zboží v obchodě k určení jedince do druhu porovnáním s databází.
Metabarcoding se používá k určení jednotlivých druhů ve směsných vzorcích, například hmyzu z Malaiseho pastí nebo při identifikaci stop DNA v prostředí (environmentální či eDNA) (Blabolil a kol. 2020). Metabarcoding využívá technologii sekvenování nové generace. Výstupem je velké množství sekvencí, které pak určíme do druhů, je však potřeba mít referenční databázi (nejlépe lokální).
Coverage je počet přečtení genomické DNA (z anglického coverage, „rozsah či pokrytí“) v průběhu sekvenování nové generace. Různý počet přečtení je potřebný pro odvození různých relevantních parametrů (např. pro populační strukturu stačí nižší coverage, pro hledání genů pod selekcí je potřeba vyšší).
Mikrosatelity jsou krátké úseky DNA složené z opakujících se jednotek o velikosti obvykle 2–5 nukleotidů. Počet opakování je jedinečný pro jedince. Mají rychlou evoluci, proto se stále používají pro získání informace o nedávném vývoji populací.
Tradiční (Sangerovo) sekvenování umožňuje sekvenovat jeden gen či jeho část.
Efektivní velikost populace. Zahrnuje pouze jedince účastnící se reprodukce, a je tedy vždy nižší než skutečná velikost populace.
Sekvenování nové generace umožňuje generování velkého množství genetických dat. Oproti tradičnímu sekvenování dojde k masivní paralelní sekvenaci krátkých úseků DNA. Společnému sekvenování vzorků z různých jedinců předchází tvorba knihovny, kdy je potřeba za pomocí enzymů každého jedince označit unikátním kódem složeným z několika nukleotidů a všechny vzorky smíchat ve stejném poměru. Pomocí unikátního kódu pak rozlišíme sekvence v počítači.
Genomické metody. Mezi genomické metody řadíme např. RAD sekvenování, kdy je DNA rozlámána na určitých místech pomocí restrikčních enzymů a sekvenujeme pouze úseky určité vybrané délky. Dále target sequence capture, cílené zachycení určitých sekvencí pomocí „návnad“, sekvencí vázajících se na určitá místa v genomu, připravených ze vzorku s vysoce kvalitní DNA, používá se u muzejních vzorků. Nejvíce se rozvíjí sekvenování celých genomů (WGS, whole genome sequencing), kdy je osekvenovaná veškerá informace v genomu při určitém pokrytí (coverage). Sekvenovány mohou být buď krátké úseky, nejčastěji 150 bází, nebo dlouhé úseky, což se používá pro získání referenčních genomů. ■